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蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究

文檔作者：汪隆靖韓俊效文檔來源： 1．蘭花集團蘆河煤業(yè)有限公司 2．華潤大寧能源有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月31日
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總第200期
doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2016．04．01 1
蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究
汪隆靖 ，韓俊效
(1．蘭花集團蘆河煤業(yè)有限公司，山西晉城048114；2．華潤大寧能源有限公司，山西晉城048114)
摘要：文章通過對蘆河煤業(yè)副斜井揭煤過程中采用兩個“四位一體”綜合防突措施，即區(qū)域突出防治和局
部突出防治措施，進行防治煤與瓦斯突出。在防突效果檢驗合格后，對消突鉆孔進行注漿加固，增強煤巖
強度，從而提高煤巖自身支撐力，降低煤與瓦斯突出危險I生。并且在揭煤段嚴(yán)格按照揭煤過煤門段措施進
行施工，為工作面的安全掘進提供有力保障。
關(guān)鍵詞：“四位一體”綜合防突；防治煤與瓦斯突出
中圖分類號：TD713 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：1005—2798(2016)04—0033—03
蘆河煤業(yè)為高瓦斯突出礦井，屬于基建礦井，現(xiàn)
副斜井井筒已掘進289 m，距3號煤層頂板最小法
向距離10 m還剩22 m。根據(jù)《防治煤與瓦斯突出
規(guī)定》要求，突出礦井揭煤期間必須執(zhí)行兩個“四位
一體”綜合防突措施¨J，且掘進至3號煤層法距
10 m以前必須進行煤層層位探測以及瓦斯參數(shù)測
定，為保證副斜井順利揭煤，對揭煤期間的各項防突
工作進行了研究。
l 工作面概況
副斜井設(shè)計斜長412．25 1'I1，井口距離見煤點斜
長335．265 m，井口標(biāo)高+574．3 m，落地點標(biāo)高
+420 m，見煤點井底標(biāo)高+449．43 m，掘進方位角
129。45 04”，井筒傾角23。，擔(dān)負礦井輔助提升任
務(wù)，兼做進風(fēng)井及安全出口?，F(xiàn)已掘進289 m，距3
號煤層頂板最小法向距離10 m還剩22 Ill，周圍無
其他采掘巷道。
井筒斷面為直墻半圓拱，凈寬4．0 m，凈斷面
12．68 m ，表土段采用鋼筋混凝土支護，基巖段采用
錨噴支護，在揭煤段采用錨網(wǎng)噴支護配合錨索補強
支護。
2 煤層層位控制及瓦斯參數(shù)測定
2．1 探明揭煤工作面和煤層層位及安全巖柱厚度
在副斜井開拓至300 m時停止掘進(煤層最小
法向距離14．4 m)，即副斜井開拓至距3號煤層斜
長35．75 m時，工作面施工探測孔對3號煤層產(chǎn)狀、
厚度及瓦斯含量進行測定，且在巷道掘進至3號煤
層頂板法距5 m到遠距離爆破揭穿煤層前1．5 m段
邊探邊掘，確定巖柱厚度。
2．2 采用直接測定法取鉆屑測定3號煤層瓦斯含
量 ]
在工作面掘至300 m時，施工穿透煤層全厚的
測壓鉆孔，測定3號煤層瓦斯壓力，探測孑L數(shù)目不得
少于5個，選擇巖層較完整的地方開孔，保證準(zhǔn)確得
到煤層原始瓦斯壓力值，封孔前用壓風(fēng)清除孔內(nèi)的
煤巖屑和積水，封孔時將測壓管緩慢由外向里送人
鉆孔，擋板以外全部采用水泥砂漿封孔至孔口，封孔
深度根據(jù)測壓孑L實際施工深度及煤層厚度進行確
定，要求封孔段為3號煤層頂板以上全巖孔，封孔完
畢24 h后，安裝壓力表，測壓鉆孑L施工時，利用其鉆
孔采用直接測定法取鉆屑測定3號煤層瓦斯含量，
要求不少于3個煤樣。
3 煤與瓦斯防突防治
3．1 區(qū)域突出防治
3．1．1 突出危險性預(yù)測
采用瓦斯壓力和瓦斯含量參數(shù)測定進行區(qū)域突
出危險性預(yù)測，當(dāng)副斜井開拓至300 m時即距3號
煤層頂板最小法距14．4 m時，工作面迎頭進行永久
支護，在迎頭位置打5個D75 mm的區(qū)域預(yù)測孑L，鉆
孔一次穿透煤層全厚且進入底板不小于1．5 m，測
定瓦斯含量及瓦斯壓力，見圖1。
3．1．2 區(qū)域防突措施
經(jīng)預(yù)測無突出危險性時可掘進至法距5 m進行
區(qū)域驗證(局部突出危險性預(yù)測)，若預(yù)測有瓦斯突
出危險性時，在距離3號煤層頂板法距7 m位置時
施工長15 m導(dǎo)硐作為抽放鉆場，實施穿層鉆孔預(yù)抽
收稿日期：2015—12-20
作者簡介：汪隆靖(1984一)，男，貴州遵義人，注冊安全工程師，助理工程師，從事技術(shù)管理工作。
33
2016年4月 汪隆靖等：蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究 第25卷第4期
作為揭煤工作面區(qū)域防突措施 ，見圖2。
3．1．3 區(qū)域防突措施抽采效果評價及效果檢驗
區(qū)域效果驗證，采用定期對鉆孔抽采參數(shù)進行
測定，通過測定煤層殘余瓦斯含量進行效果檢驗，見
圖3。
3．1．4 區(qū)域驗證
副斜井揭3號煤層采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)進行
區(qū)域驗證，在最小法向線距離5 m、3 m、1．5 111時分
別采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法進行驗證，驗證時布置
5個檢測孔，分別位于工作面上、中、下、左、右，做到
全斷面全煤層預(yù)測。在揭開煤層后，巷道掘進繼續(xù)
采用鉆屑解吸指標(biāo)法進行驗證，每次檢驗結(jié)果措施
有效時，在保證留足所需的防突措施超前距并同時
保留至少3 m檢驗孔投影孔深超前距的條件下，采
取安全防護措施后向前掘進。
(a)剖面圖
(h)斷面罔
I ∥
：‘ 弓猁ul{
I。
，
廿～"TL 探孔一f≯＼、
～
：： 三； 、．、
巷道瘴 蔓4 m
左幫 彳
(r)半向 J
圖1 副斜井揭煤區(qū)域預(yù)測孑L布置
3．2 局部突出防治
3．2．1 工作面局部突出危險性預(yù)測
工作面突出危險性預(yù)測采用鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)
法進行，在最小法向距5 m、3 rn時分別采用工作面
突出危險性預(yù)測方法進行區(qū)域驗證，每次進行區(qū)域
驗證共布置5個檢測孔，分別位于工作面上、中、下、
左、右，做到全斷面、全煤層預(yù)測_4 J，見圖4，、圖5。
34
(t )斷而網(wǎng)
圖2 副斜井揭煤抽放范圍平、剖面(m)
2z~
?
12ln 12 m
‘
12m 12m 12In 12 m 12Ir 12m
(a)檢驗孔l (I，)檢驗#L2 (t )檢驗4L3 ( I)檢驗4L4
圖3 副斜井揭煤區(qū)域防突措施效果檢驗
f{|1平削 圖
副斜井井筒
(b)斷向
圖4 局部突出危險眭預(yù)測(5 m法距)鉆孔布置
3．2．2 工作面防突措施
當(dāng)掘進至距3號煤層頂板法距5 m、3 m預(yù)測工
作面有突出危險性時，根據(jù)實測得到所有K．測定
值，選用超前預(yù)抽鉆孔或密集排放孔作為工作面防
突措施。副斜井揭煤工作面防突措施施工瓦斯抽排
鉆孔進行瓦斯抽排直至消除突出危險。
丁。。。00。。0e
。。。。
0
汪隆靖等：蘆河煤業(yè)副斜井揭煤防突技術(shù)研究 第25卷第4期
1) 鉆孔控制范圍為揭煤處巷道兩側(cè)和上部
輪廓線外至少5 m，下部至少3 m，鉆孔穿透煤層至
少2 rn。
2) 5 m法距抽排鉆孔布置參數(shù)：抽排鉆孔在
工作面迎頭施工4排，每排施工5個，開孔排間距
0．3 m，每排孔間距0．75 m，共20個鉆孔。鉆孔長
度在25．3～62．4 m之間，合計鉆孔長度813 rn。
3) 3 m法距抽排鉆孔布置參數(shù)：抽排鉆孔在
工作面迎頭施工4排，每排施工5個，開孔排間距
0．3 m，每排孔間距0．75 m，共20個鉆孔。鉆孔長
度在l5．4—65．5 m之間，合計鉆孔長度689．27 m。
筒
(}))斷向圖
圖5 局部突出危險性預(yù)測(3 m法距)鉆孔布置
3．2．3 工作面防突措施效果檢驗
采取鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)法對揭煤工作面進行防
突措施效果檢驗，檢驗孔數(shù)為5個，分別位于上部、
中部、下部和兩側(cè) J。
在經(jīng)工作面預(yù)測或措施效果檢驗為無突出危險
工作面時，可掘進至遠距離爆破揭穿煤層前的工作
面位置(工作面距3號煤層法距1．5 m處和揭煤平
臺施工完成后)，再采用工作面預(yù)測方法進行局部
突出危險性預(yù)測以及最后驗證。若經(jīng)驗證仍為無突
出危險工作面時，則在采取安全防護措施的條件下
采用遠距離爆破揭穿煤層；否則必須采取或補充工
作面防突措施。
4 鉆孔注漿加固及揭開煤層、過煤門段施工
措施
4．1 鉆孔注漿加固
1) 區(qū)域防突效果檢驗合格后，掘進前采用
2ZBYS4．2／10—15液壓注漿泵對消突鉆孔進行注漿
加固，增強煤巖強度從而提高煤巖自身支撐力，降低
煤與瓦斯突出危險性。
2) 注漿量計算。
Q='rrR 日+
式中：尺為鉆孔半徑，0．075／2 m；H為注漿長
度，4 320．2 m；V為注漿區(qū)域體積(注漿區(qū)域體積按
揭煤預(yù)抽瓦斯控制范圍進行計算所得，即
55．98 m x 28．5 m x 8．01 m)，12 779．4 m ；r／為巖
體裂隙率，取0．09。
Q=(0．075／2) x耵x 4 320．2+12 779．4 x
0．09=1 169．2 m
井底鉆孔數(shù)量為121個(檢N：／L4個，設(shè)計抽放
孔117個)，鉆孔直徑75 mm，需要注漿量為
1 169．2 m 。
4．2 揭開煤層、過煤門段施工措施
待副斜井掘進至最小法向距1．5 m時，采用鉆
屑瓦斯解吸指標(biāo)法進行 值測定。若K 值超標(biāo)，
則施工排放孔，直至不超標(biāo)為止；當(dāng) 值不超標(biāo)時，
保持安全巖柱1．5 m(距煤層法距1．5 m)的情況
下，正常安排巷道開拓施工揭煤平臺，爆破開拓時確
保其與煤層頂板平行且法距1．5 m，待向前掘進
5．4 m時停止掘進及時做好永久支護。最后在揭煤
平臺巷道的底板打眼至巖層底板和煤層中，一次性
揭露煤層(揭開煤層時一次揭開3號煤層厚度為
1．3 m)。揭露煤層后，恢復(fù)巷道掘進。
5 結(jié)語
本文通過對兩個“四位一體”綜合防突措施進
行分析，在防突效果檢驗合格后，通過對消突鉆孔進
行注漿加固，提高煤巖自身支撐力，降低煤與瓦斯突
出危險性。并且在揭煤段嚴(yán)格按照揭煤過煤門段措
施進行施工，為工作面的安全掘進提供有力保障。
參考文獻：
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[M]．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006．
[2] 章夢濤．沖擊礦壓和突出的統(tǒng)一失穩(wěn)理論[J]．煤炭學(xué)
報，1991，16(4)：25—31．
[3] 齊慶新，陳尚本，王懷新，等．沖擊地壓、巖爆、礦震的
關(guān)系及其數(shù)值模擬研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，
2003(11)：1 852—1 858．
[4] 潘一山，章夢濤．沖擊地壓失穩(wěn)理論的解析分析[J]．
巖石力學(xué)與工程學(xué)報，1996，15(S)：504—510．
[5] 姜耀東，潘一山，姜福興，等．我國煤炭開采中的沖擊
地壓機理和防治[J]．煤炭學(xué)報，2014(2)：205—213．
[責(zé)任編輯：常麗芳]
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